题目内容

【题目】如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务如图所示的是某轻轨车站的设计方案示意图该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度请你说明这种设计可以节能的理由

【答案】上坡时,动能转化为重力势能,减少了因刹车而浪费的能量;下坡时,重力势能转化为动能,减少了列车发动机提供的能量,故可以节约能源.

【解析】

1)在地铁进站时,车要停下来,而车此时是有很大的动能的,若刹车,就把这些动能转化为了内能而损耗了,若进站时让车上坡,把动能转化为重力势能贮存起来,这样就减小因刹车消耗的机械能;(2)地铁在出站时,车原来处于静止没有动能,需要消耗燃料的化学能才能启动,运动起来,若利用下坡,则可以把重力势能转化为动能,便于启动,节省了燃料,起到节能的作用.

思路分析:一般的车站轨道都是水平连接的,车进站时,需要刹车减速,车出站时,需克服摩擦力加速,这样既浪费了能量又多消耗了能量.将站台设计在小坡上,车进站时,让车驶上小坡,将动能转化为重力势能,车速减小了,重力势能增大了;车在起动出站时,由于下坡,车的重力势能转化为动能,在不需要多消耗能量的情况下,车速加快,减少了因加速消耗的能量.

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